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DSE ICT 练习卷：电脑系统、数据通讯与程式编写（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · DSE ICT 电脑系统与数据通讯全卷
本卷针对 HKDSE 资讯及通讯科技课程设计，共 12 题、满分 100 分、时限 75 分钟。甲部考二进制与数据表示、档案大小与处理器效能；乙部考子网络划分、网络安全与 SQL；丙部考虚拟码追踪、算法效率与数据库正规化。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：资讯及通讯科技 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部：电脑系统与数据表示（32 分）
甲部全部题目必答，须展示计算步骤。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | (a) 将二进制数 1011 1101 转换为十进制值。(b) 将同一个数转换为十六进制。(c) 将十六进制 3F 转换为八位二进制数。(d) 说明电脑为何采用二进制而非十进制表示数据。 | (a) 1011 1101 = 128 + 32 + 16 + 8 + 4 + 1 = 189。(b) 每四位一组：1011 为 B、1101 为 D，故十六进制为 BD。(c) 3F = 0011 1111，即 00111111。(d) 数位电路只有高、低两种稳定状态，二进制可直接对应导通与截止，电路简单、抗噪声能力强，亦便于用逻辑闸实现算术与逻辑运算。 |
| 2 | 一幅 1920 × 1080 像素、色深 24 位元的未压缩位图像：(a) 求其档案大小（以 KiB 表示）；(b) 以 MiB 表示，取两位小数；(c) 若无损压缩后大小为原来的四成，求压缩后的字节数；(d) 说明改用 8 位元索引色为何能大幅缩小档案。 | (a) 档案大小 = 像素数 × 每像素位元数 ÷ 8 = 1920 × 1080 × 3 = 6,220,800 字节 = 6,075 KiB。(b) 除以 1,048,576 得 5.93 MiB。(c) 压缩后 = 6,220,800 × 0.4 = 2,488,320 字节。(d) 索引色每个像素只需 8 位元记录调色盘索引，较 24 位元真彩色少三分之二；同时同一色块可用相同索引值表示，令相邻像素更易被无损压缩。 |
| 3 | 一个 24 MiB 的档案经标称 8 Mbps 的宽频连线传送，实际吞吐量只有标称值的六成。(a) 求实际吞吐量（Mbps）；(b) 求传送所需时间（秒）；(c) 若先把档案压缩至原本一半大小，传送时间为多少秒；(d) 指出两项影响实际吞吐量的因素。 | (a) 实际吞吐量 = 8 × 0.6 = 4.8 Mbps。(b) 档案大小 = 24 × 8 = 192 Mbit，时间 = 192 ÷ 4.8 = 40 秒。(c) 压缩后为 96 Mbit，时间 = 96 ÷ 4.8 = 20 秒。(d) 网络拥塞程度、线路误码引致的重传、服务器回应速度，以及同一网络的使用者数目。 |
| 4 | 某处理器时脉为 3.2 GHz，平均每个指令需 4 个时脉周期。(a) 求每秒可执行的指令数，并以 MIPS 表示；(b) 若时脉改为 2.6 GHz 而每指令仍需 4 个周期，MIPS 为多少；(c) 说明加大快取内存如何提升实际效能。 | (a) 每秒指令数 = 3,200,000,000 ÷ 4 = 800,000,000，即 800 MIPS。(b) 2,600,000,000 ÷ 4 = 650,000,000，即 650 MIPS。(c) 快取内存把常用指令与数据放在处理器附近，缩短平均内存存取时间，减少管线停顿，故实际完成指令数提高。 |
乙部：数据通讯、网络与网络安全（36 分）
乙部全部题目必答，数值答案须附单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 网络 192.168.10.0/24 须平均划分为四个子网络。(a) 求每个子网络的前置码长度；(b) 求每个子网络可用的主机位址数目；(c) 写出子网络遮罩；(d) 写出第一个子网络的网络位址与广播位址。 | (a) 借两位主机位元，前置码为 /26。(b) 每个子网络共有 64 个位址，扣除网络位址与广播位址，可用 62 个。(c) 子网络遮罩为 255.255.255.192。(d) 第一个子网络网络位址为 192.168.10.0，广播位址为 192.168.10.63。 |
| 6 | 一段 30 秒的立体声音频以 44.1 kHz 取样、16 位元量化录制，并未压缩。(a) 求档案大小（字节）；(b) 以 MiB 表示，取两位小数；(c) 若改为单声道并把取样率减半，档案大小为原来的百分之几；(d) 说明有损压缩在音频应用的取舍。 | (a) 大小 = 44,100 × 2 × 2 × 30 = 5,292,000 字节。(b) 除以 1,048,576 得 5.05 MiB。(c) 单声道令资料减半，取样率减半再减半，合计为原来的 25%。(d) 有损压缩舍弃人耳较难察觉的高频与遮蔽成分，换取大幅缩小档案；代价是无法还原原始波形，重复编码会累积失真。 |
| 7 | 执行以下虚拟码，写出 total 的最终值，并列出每次循环结束后 total 的值。total ← 0；for i ← 1 to 5；total ← total + i × i；end for；输出 total。 | 循环依次加入 1、4、9、16、25。每次循环后 total 依次为 1、5、14、30、55，最终值为 55。 |
| 8 | 资料表 Orders 有字段 order_id、customer 与 amount，记录为：(1, A, 120)、(2, B, 680)、(3, C, 450)、(4, D, 900)、(5, E, 300)。(a) 写出找出 amount 大于 500 的记录数目的 SQL 语句；(b) 求该结果的记录数目；(c) 求符合条件记录的 amount 总和；(d) 说明主键的作用。 | (a) SELECT COUNT(*) FROM Orders WHERE amount > 500;(b) 符合条件的记录为第 2 及第 4 行，共 2 条。(c) 总和 = 680 + 900 = 1,580。(d) 主键唯一识别每一行记录，不允许重复或空值，并可作为其他资料表的外键引用，确保实体完整性。 |
丙部：程式编写、数据库与系统开发（32 分）
丙部全部题目必答，虚拟码答案须逐步列出。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 比较对称式加密与非对称式加密，并说明数位签章如何同时提供来源认证与资料完整性。答案须指出两类加密的金钥使用方式及其效能差异。 | (a) 对称式加密以同一把金钥加密与解密，运算快，适合大量资料，但金钥分发困难。(b) 非对称式加密以公钥加密、私钥解密，解决金钥分发问题，但运算较慢。(c) 数位签章先用杂凑函数（例如 SHA-256）求讯息摘要，再以发送者私钥加密摘要；接收者以发送者公钥验证，能确认来源身份，并在内容被更改时验证失败。(d) 实务上以非对称式加密交换短期对称金钥，再以对称式加密传输主体资料。 |
| 10 | 在一个已排序、含 1000 个元素的阵列中搜寻目标值。(a) 线性搜寻在最坏情况下需要多少次比较；(b) 二分搜寻在最坏情况下最多需要多少次比较；(c) 说明二分搜寻为何要求资料事先排序。 | (a) 最坏情况要检查全部元素，共 1,000 次比较。(b) 每次比较把搜寻范围减半，最多 10 次比较，因为 2 的 10 次方为 1,024，已覆盖 1,000 个元素。(c) 二分搜寻靠比较中间元素判断目标位于左半或右半，若资料未排序，这个判断不成立，可能丢弃目标所在的区间。 |
| 11 | 说明系统开发生命周期（SDLC）的五个主要阶段，并指出系统分析阶段最常进行的一项资料收集活动及其用途。 | (a) 五个阶段为系统分析、系统设计、系统实施、系统测试与系统维护，部分模型在分析之前加可行性研究。(b) 系统分析阶段最常进行访谈与问卷调查，用以收集现有系统的运作问题与使用者需求，作为编写需求规格书的依据。(c) 各阶段并非单向：测试或维护阶段发现的缺陷会令流程回到设计或分析，形成迭代。 |
| 12 | 说明第一、第二及第三正规化形式分别要消除什么问题，并指出 IaaS、PaaS 与 SaaS 三种云端服务模式在责任分工上的分别。 | (a) 第一正规化形式要求每格只存单一值，消除重复群组与多值字段。(b) 第二正规化形式要求非主键字段完全依赖整个复合主键，消除部分依赖。(c) 第三正规化形式要求非主键字段之间不存在传递依赖，消除由其他非主键字段决定的冗余。(d) IaaS 只提供虚拟机器与储存，客户自行管理系统与应用；PaaS 另提供执行环境与中介软件，客户只部署应用；SaaS 直接提供可用的应用服务，客户只管理账户与资料。 |
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